CN117644305B - 一种金属管材激光加工用固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光加工中固定装置的技术领域，涉及一种金属管材激光加工用固定装置，包括有机架、电动滑轨、滑动架、承托座、安装架、双轴激光切割机和切割座，所述机架顶部两侧均连接有电动滑轨，两个电动滑轨的移动体之间连接有滑动架，所述滑动架顶部连接有承托座，所述机架上连接有安装架，所述安装架顶部安装有双轴激光切割机，所述机架顶部连接有切割座。本发明在操作的过程中，能够通过环形橡胶圈膨胀抵住金属管材的外壁来实现对金属管材的固定效果，在对金属管材进行固定时，金属管材外壁整体的受力更加均匀，同时通过橡胶材质能够起到缓冲作用，避免金属管材受力变形，所实现的固定效果更好。

Description

一种金属管材激光加工用固定装置

技术领域

本发明属于激光加工中固定装置的技术领域，涉及一种金属管材激光加工用固定装置。

背景技术

激光切管是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效率高精度的切割方法，激光切管作为一种新型切割技术，具有切割速度快、生产效率高、切割表面质量高、热影响区小等优点。随着激光技术和数控技术的不断发展，目前激光切管已经成为工业管材切割领域一种先进加工方法，金属管材激光加工是一种高效、高精度的加工方式，被广泛应用于各种工业领域。然而，在金属管材的激光加工过程中，固定装置的设计和使用一直是技术难题。

在对金属管材进行固定时，传统的固定装置通常采用多个夹具针对金属管材的多个不同的位置来进行夹持，在固定时，通过多个夹具分点固定，金属管材的受力不均，对金属管材表面的损伤较大，且在进行固定操作时，如金属管材的表面较薄，在固定时单点固定施加的压力较大，就容易导致金属管材表面发生形变，影响金属管材整体的质量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种金属管材激光加工用固定装置。

技术方案：一种金属管材激光加工用固定装置，包括有机架、电动滑轨、滑动架、承托座、安装架、双轴激光切割机、切割座、驱动旋转机构、从动旋转机构和外壁固定机构，所述机架顶部两侧均连接有电动滑轨，两个电动滑轨的移动体之间连接有滑动架，所述滑动架顶部连接有承托座，所述机架上连接有安装架，所述安装架顶部安装有双轴激光切割机，所述机架顶部连接有切割座，所述切割座上设有用于驱动金属管材旋转的驱动旋转机构，所述承托座上设有从动旋转机构和用于将金属管材固定的外壁固定机构，所述从动旋转机构包括有转动连接在所述承托座内的带齿套环，外壁固定机构包括有环形橡胶圈，所述带齿套环内圈连接有环形橡胶圈，所述环形橡胶圈与所述带齿套环之间构成膨胀腔体，所述环形橡胶圈膨胀能够抵住金属管材外壁，以将金属管材固定。

作为本发明的一种优选技术方案，所述承托座和切割座中部均开设有用于通过金属管材的圆形开口。

作为本发明的一种优选技术方案，驱动旋转机构包括有旋转套环、电动导轨、滑动座、固定辊、驱动电机、花键轴和小齿轮，所述切割座中间转动连接有旋转套环，所述旋转套环上沿周向均匀间隔开设有齿槽，所述旋转套环上沿周向均匀间隔安装有四个电动导轨，所述电动导轨的移动体上连接有滑动座，四个滑动座相互靠近的一侧均转动连接有固定辊，所述切割座下部安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接有花键轴，所述花键轴与所述机架转动连接，所述花键轴上连接有小齿轮，所述小齿轮通过齿槽与旋转套环啮合，所述花键轴贯穿所述承托座。

作为本发明的一种优选技术方案，从动旋转机构还包括有驱动齿轮，所述承托座下部转动连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述带齿套环啮合，所述花键轴与所述驱动齿轮滑动配合。

作为本发明的一种优选技术方案，外壁固定机构还包括有进液管、传输套环、传输管和水箱一，所述承托座的圆形开口内转动连接有传输套环，所述传输套环与所述承托座之间的空间构成传输腔体，所述传输套环与所述环形橡胶圈之间均匀间隔连通有多根传输管，所述承托座上安装有水箱一，所述水箱一内安装水泵，所述水箱一与所述承托座之间连接有进液管，所述进液管的入液端与所述水箱一内部的水泵相通，所述进液管的出液端伸入所述传输腔体内。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括有内壁固定机构，所述内壁固定机构包括有丝杆电机、传输软管、水箱二和橡胶囊，所述承托座远离切割座的侧面安装有丝杆电机，所述丝杆电机的丝杆靠近切割座的一端转动连接有橡胶囊，所述丝杆电机的丝杆靠近橡胶囊的位置开设有空腔，所述丝杆电机上沿周向均匀间隔开设有将空腔与所述橡胶囊内部连通的连通通道，所述承托座上安装有水箱二，所述水箱二内安装水泵，所述水箱二上连接有传输软管，所述传输软管的入液端与所述水箱二内的水泵出液端相通，所述传输软管末端贯穿所述丝杆电机的丝杆中部并与空腔连通。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括有推出机构，所述推出机构包括有推送板、十字固定架和弹性件，所述丝杆电机的丝杆位置上连接有十字固定架，所述十字固定架的上下左右四侧均铰接连接有推送板，所述推送板与所述十字固定架之间连接有弹性件。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括有清洁机构，所述清洁机构包括有转盘、清洁刷、固定盘和固定旋钮，所述切割座上连接有固定盘，所述固定盘上沿周向均匀间隔开设有直槽，所述固定盘上转动连接有转盘，所述转盘上沿周向均匀间隔开设有弧形槽，所述直槽上滑动连接有清洁刷，所述清洁刷上连接有凸轴，所述凸轴位于所述弧形槽内并与弧形槽滑动配合，转盘旋转能够通过弧形槽挤压凸轴带动清洁刷沿直槽移动，所述切割座上通过螺纹连接有用于将转盘固定的固定旋钮。

本发明具有如下优点：1、本发明在操作的过程中，能够通过环形橡胶圈膨胀抵住金属管材的外壁来实现对金属管材的固定效果，在对金属管材进行固定时，金属管材外壁整体的受力更加均匀，同时通过橡胶材质能够起到缓冲作用，避免金属管材受力变形，所实现的固定效果更好。

2、本发明在对金属管材的外壁进行固定的同时，能够通过丝杆电机运作将橡胶囊输送至金属管材的内壁，同时带动橡胶囊膨胀对金属管材的内壁进行固定，所实现的固定效果更好，且固定时也能够对金属管材内部进行支撑，进一步的避免了金属管材因外壁受力导致形变的情况发生。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明切割座的剖视图。

图3为本发明承托座和带齿套环的剖视图。

图4为本发明内壁固定机构的结构示意图。

图5为本发明内壁固定机构的剖视图。

图6为本发明图5中的A部分放大图。

图7为本发明推出机构的第一种结构示意图。

图8为本发明推出机构的第二种结构示意图。

图9为本发明推出机构和金属管材的结构示意图。

图10为本发明清洁机构的结构示意图。

图11为本发明清洁机构的爆炸图。

图中零部件名称及序号：1-机架，2-电动滑轨，3-滑动架，4-承托座，5-安装架，6-双轴激光切割机，7-切割座，81-旋转套环，811-齿槽，82-电动导轨，83-滑动座，84-固定辊，85-驱动电机，851-花键轴，86-小齿轮，91-带齿套环，93-驱动齿轮，101-进液管，102-传输套环，103-传输管，104-环形橡胶圈，105-水箱一，111-丝杆电机，112-传输软管，113-水箱二，114-橡胶囊，121-推送板，122-十字固定架，123-弹性件，131-转盘，132-清洁刷，133-固定盘，134-固定旋钮，100-金属管材。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

一种金属管材激光加工用固定装置，如图1-图3所示，包括有机架1、电动滑轨2、滑动架3、承托座4、安装架5、双轴激光切割机6、切割座7、驱动旋转机构、从动旋转机构和外壁固定机构，所述机架1顶部前后两侧均连接有电动滑轨2，两个电动滑轨2的移动体之间连接有滑动架3，所述滑动架3顶部连接有用于承托金属管材100的承托座4，所述机架1左侧连接有安装架5，所述安装架5顶部安装有双轴激光切割机6，所述机架1顶部左侧连接有切割座7，所述切割座7位于所述安装架5内侧，所述承托座4和切割座7中部均开设有用于通过金属管材100的圆形开口，所述切割座7上设有用于驱动金属管材100旋转的驱动旋转机构，所述承托座4上设有从动旋转机构和用于将金属管材100固定的外壁固定机构。

如图1-图3所示，驱动旋转机构包括有旋转套环81、电动导轨82、滑动座83、固定辊84、驱动电机85、花键轴851和小齿轮86，所述切割座7中间转动连接有旋转套环81，所述旋转套环81右侧沿周向均匀间隔开设有齿槽811，所述旋转套环81左侧沿周向均匀间隔安装有四个电动导轨82，所述电动导轨82的移动体上连接有滑动座83，四个滑动座83相互靠近的一侧均转动连接有固定辊84，所述切割座7下部安装有驱动电机85，所述驱动电机85的输出轴上连接有花键轴851，所述花键轴851与所述机架1转动连接，所述花键轴851左侧连接有小齿轮86，所述小齿轮86通过齿槽811与旋转套环81啮合，以使小齿轮86旋转能够通过齿槽811带动旋转套环81转动，所述花键轴851贯穿所述承托座4。

如图1-图3所示，从动旋转机构包括有带齿套环91和驱动齿轮93，所述承托座4中间转动连接有带齿套环91，所述承托座4下部转动连接有驱动齿轮93，带齿套环91与驱动齿轮93啮合，承托座4移动时，带齿套环91与驱动齿轮93同步移动保持啮合状态，所述花键轴851与所述驱动齿轮93滑动配合，以使所述花键轴851运作能够驱动所述带齿套环91旋转。

如图1和图3所示，外壁固定机构包括有进液管101、传输套环102、传输管103、环形橡胶圈104和水箱一105，所述带齿套环91内圈连接有环形橡胶圈104，所述环形橡胶圈104与所述带齿套环91之间构成膨胀腔体，所述承托座4的圆形开口内转动连接有传输套环102，所述传输套环102与所述承托座4之间的空间构成传输腔体，所述传输套环102与所述环形橡胶圈104之间均匀间隔连通有多根传输管103，所述承托座4上部安装有水箱一105，所述水箱一105内安装水泵，所述水箱一105与所述承托座4之间连接有进液管101，所述进液管101的入液端与所述水箱一105内部的水泵相通，所述进液管101的出液端伸入所述传输腔体内。

当需要对激光切割的金属管材100进行固定时，可以使用本固定装置，在使用时，可以先将金属管材100穿过承托座4与切割座7之间的圆形开口，放置完毕后，可以控制水箱一105内的水泵运作抽取水箱一105内的水并通过进液管101输送至传输腔体内，传输腔体内的水能够通过传输管103进入环形橡胶圈104内，使得环形橡胶圈104膨胀抵住金属管材100，从而将金属管材100固定，在固定时通过整个圆环形状进行固定，金属管材100的受力更加均匀，且用于固定的环形橡胶圈104为橡胶结构，具有弹性，能够起到缓冲作用，避免金属管材100受力变形，固定完毕后，再控制四个电动导轨82运作驱动四个滑动座83相互靠近，使得固定辊84抵住金属管材100，从而在对金属管材100进行切割时起支撑作用，随后则可控制驱动电机85驱动花键轴851和小齿轮86旋转，花键轴851在旋转时带动驱动齿轮93旋转，驱动齿轮93和小齿轮86在旋转时分别带动带齿套环91和旋转套环81旋转，带齿套环91在转动时能够通过环形橡胶圈104带动金属管材100转动，此时控制双轴激光切割机6运作即可对金属管材100进行切割，如此，就能够实现切割管材的作用，切割完一段后，需要调整位置时，则能够控制电动滑轨2带动滑动架3移动，从而带动承托座4和环形橡胶圈104移动，从而更换切割位置，完全切割完后，再控制水箱一105内的水泵运作将水抽回水箱一105内，从而将金属管材100松开，如此，就能够实现对金属管材100的切割工作，且固定时对外壁整个贴紧固定，使得金属管材100受力更加均匀，同时橡胶材质也能够起到缓冲作用，避免金属管材100受力变形，所实现的固定效果更好。

如图4-图6所示，还包括有内壁固定机构，所述内壁固定机构包括有丝杆电机111、传输软管112、水箱二113和橡胶囊114，所述承托座4右侧中间安装有丝杆电机111，所述丝杆电机111的丝杆左端转动连接有橡胶囊114，所述丝杆电机111的丝杆左端中间开设有空腔，所述丝杆电机111的左端沿周向均匀间隔开设有连通通道，所述连通通道将空腔与所述橡胶囊114内部连通，所述承托座4下部安装有水箱二113，所述水箱二113内安装水泵，所述水箱二113上连接有传输软管112，所述传输软管112的入液端与所述水箱二113内的水泵出液端相通，所述传输软管112末端贯穿所述丝杆电机111的丝杆中部并与空腔连通。

在放置好金属管材100后，可以控制丝杆电机111运作驱动其内部的丝杆伸入金属管材100内，并使得橡胶囊114位于环形橡胶圈104的内侧，在环形橡胶圈104对金属管材100的外壁进行固定的同时，能够控制水箱二113内部的水泵运作通过传输软管112将水输送至橡胶囊114内，以使橡胶囊114膨胀撑起金属管材100内壁，以实现对金属管材100内壁进行固定的效果，从而提高了对金属管材100的固定效果，且固定时内外壁固定位置相通，内壁的固定也能够对金属管材100进行支撑，进一步的避免金属管材100变形。

如图7-图9所示，还包括有推出机构，所述推出机构包括有推送板121、十字固定架122和弹性件123，所述丝杆电机111的丝杆位置左端连接有十字固定架122，所述十字固定架122的上下左右四侧均铰接连接有推送板121，所述推送板121向内摆动能够伸入金属管材100内，所述推送板121与所述十字固定架122之间连接有弹性件123，所述弹性件123为扭力弹簧，所述推送板121在移出时在弹性件123的作用下摆动能够将金属管材100推出。

在丝杆电机111的丝杆伸入金属管材100内时，金属管材100外壁能够挤压推送板121，使得推送板121向右摆动缩入丝杆处，弹性件123被压缩，而在切割完毕后，控制丝杆电机111的丝杆向右移动移出，此时推送板121会逐渐移出金属管材100，在推送板121末端在移出金属管材100后，在弹性件123的作用下推送板121摆动，推送板121在摆动时能够给金属管材100施加推力，从而辅助将尾端的金属管材100余料推出，此前可以将收集框放置在机架1左侧下部，推出的余料会落入收集框内，从而对余料进行收集，从而起到辅助将金属管材100的余料推出的作用，无需人工将余料取出。

如图10和图11所示，还包括有清洁机构，所述清洁机构包括有转盘131、清洁刷132、固定盘133和固定旋钮134，所述切割座7右侧连接有固定盘133，所述固定盘133右侧沿周向均匀间隔开设有直槽，所述固定盘133右侧转动连接有转盘131，所述转盘131上沿周向均匀间隔开设有弧形槽，所述直槽上滑动连接有清洁刷132，所述清洁刷132上连接有凸轴，所述凸轴位于所述弧形槽内并与弧形槽滑动配合，以使转盘131旋转能够通过弧形槽挤压凸轴，从而带动清洁刷132沿直槽移动，所述切割座7右侧通过螺纹连接有固定旋钮134，所述固定旋钮134旋转能够通过螺纹抵住转盘131，用于将转盘131固定。

在放置好金属管材100后，可以将固定旋钮134扭松，随后在转动转盘131，转盘131在旋转时通过其上弧形槽挤压清洁刷132上的凸轴，从而使得清洁刷132沿直槽向内移动，清洁刷132移动后则能够抵住金属管材100，抵住后，再将固定旋钮134扭紧将转盘131固定，随后在后续金属管材100的移动过程中，清洁刷132则能够对金属管材100进行清洁，以起到辅助对金属管材100清洁的作用。

尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。

Claims (7)

1.一种金属管材激光加工用固定装置，其特征是：包括有机架（1）、电动滑轨（2）、滑动架（3）、承托座（4）、安装架（5）、双轴激光切割机（6）、切割座（7）、驱动旋转机构、从动旋转机构和外壁固定机构，所述机架（1）顶部两侧均连接有电动滑轨（2），两个电动滑轨（2）的移动体之间连接有滑动架（3），所述滑动架（3）顶部连接有承托座（4），所述机架（1）上连接有安装架（5），所述安装架（5）顶部安装有双轴激光切割机（6），所述机架（1）顶部连接有切割座（7），所述切割座（7）上设有用于驱动金属管材（100）旋转的驱动旋转机构，所述承托座（4）上设有从动旋转机构和用于将金属管材（100）固定的外壁固定机构，所述从动旋转机构包括有转动连接在所述承托座（4）内的带齿套环（91），外壁固定机构包括有环形橡胶圈（104），所述带齿套环（91）内圈连接有环形橡胶圈（104），所述环形橡胶圈（104）与所述带齿套环（91）之间构成膨胀腔体，所述环形橡胶圈（104）膨胀能够抵住金属管材（100）外壁，以将金属管材（100）固定，还包括有内壁固定机构，所述内壁固定机构包括有丝杆电机（111）、传输软管（112）、水箱二（113）和橡胶囊（114），所述承托座（4）远离切割座（7）的侧面安装有丝杆电机（111），所述丝杆电机（111）的丝杆靠近切割座（7）的一端转动连接有橡胶囊（114），所述丝杆电机（111）的丝杆靠近橡胶囊（114）的位置开设有空腔，所述丝杆电机（111）上沿周向均匀间隔开设有将空腔与所述橡胶囊（114）内部连通的连通通道，所述承托座（4）上安装有水箱二（113），所述水箱二（113）内安装水泵，所述水箱二（113）上连接有传输软管（112），所述传输软管（112）的入液端与所述水箱二（113）内的水泵出液端相通，所述传输软管（112）末端贯穿所述丝杆电机（111）的丝杆中部并与空腔连通。

2.根据权利要求1所述的一种金属管材激光加工用固定装置，其特征是：所述承托座（4）和切割座（7）中部均开设有用于通过金属管材（100）的圆形开口。

3.根据权利要求2所述的一种金属管材激光加工用固定装置，其特征是：驱动旋转机构包括有旋转套环（81）、电动导轨（82）、滑动座（83）、固定辊（84）、驱动电机（85）、花键轴（851）和小齿轮（86），所述切割座（7）中间转动连接有旋转套环（81），所述旋转套环（81）上沿周向均匀间隔开设有齿槽（811），所述旋转套环（81）上沿周向均匀间隔安装有四个电动导轨（82），所述电动导轨（82）的移动体上连接有滑动座（83），四个滑动座（83）相互靠近的一侧均转动连接有固定辊（84），所述切割座（7）下部安装有驱动电机（85），所述驱动电机（85）的输出轴上连接有花键轴（851），所述花键轴（851）与所述机架（1）转动连接，所述花键轴（851）上连接有小齿轮（86），所述小齿轮（86）通过齿槽（811）与旋转套环（81）啮合，所述花键轴（851）贯穿所述承托座（4）。

4.根据权利要求3所述的一种金属管材激光加工用固定装置，其特征是：从动旋转机构还包括有驱动齿轮（93），所述承托座（4）下部转动连接有驱动齿轮（93），所述驱动齿轮（93）与所述带齿套环（91）啮合，所述花键轴（851）与所述驱动齿轮（93）滑动配合。

5.根据权利要求4所述的一种金属管材激光加工用固定装置，其特征是：外壁固定机构还包括有进液管（101）、传输套环（102）、传输管（103）和水箱一（105），所述承托座（4）的圆形开口内转动连接有传输套环（102），所述传输套环（102）与所述承托座（4）之间的空间构成传输腔体，所述传输套环（102）与所述环形橡胶圈（104）之间均匀间隔连通有多根传输管（103），所述承托座（4）上安装有水箱一（105），所述水箱一（105）内安装水泵，所述水箱一（105）与所述承托座（4）之间连接有进液管（101），所述进液管（101）的入液端与所述水箱一（105）内部的水泵相通，所述进液管（101）的出液端伸入所述传输腔体内。

6.根据权利要求1所述的一种金属管材激光加工用固定装置，其特征是：还包括有推出机构，所述推出机构包括有推送板（121）、十字固定架（122）和弹性件（123），所述丝杆电机（111）的丝杆位置上连接有十字固定架（122），所述十字固定架（122）的上下左右四侧均铰接连接有推送板（121），所述推送板（121）与所述十字固定架（122）之间连接有弹性件（123）。

7.根据权利要求1所述的一种金属管材激光加工用固定装置，其特征是：还包括有清洁机构，所述清洁机构包括有转盘（131）、清洁刷（132）、固定盘（133）和固定旋钮（134），所述切割座（7）上连接有固定盘（133），所述固定盘（133）上沿周向均匀间隔开设有直槽，所述固定盘（133）上转动连接有转盘（131），所述转盘（131）上沿周向均匀间隔开设有弧形槽，所述直槽上滑动连接有清洁刷（132），所述清洁刷（132）上连接有凸轴，所述凸轴位于所述弧形槽内并与弧形槽滑动配合，转盘（131）旋转能够通过弧形槽挤压凸轴带动清洁刷（132）沿直槽移动，所述切割座（7）上通过螺纹连接有用于将转盘（131）固定的固定旋钮（134）。